43. Понятия: работоспособность; исправность; предельное состояние объекта и ремонтопригодность.

Работоспособность — это такое состояние объекта, при котором он способен выполнять свои функции, сохраняя во времени зна­чения основных параметров в пределах, установленных норма­тивно-технической документацией.

Исправность — это такое состояние объекта, при котором он полностью соответствует всем требованиям, установленным нор­мативно-технической документацией, включая требования под­готовки объекта к эксплуатации.

Предельное состояние — это такое состояние объекта, соответ­ствующее технической невозможности или нецелесообразности его дальнейшей эксплуатации, обусловленное требованиями без­опасности или неустранимым снижением эффективности. Пре­дельное состояние конструкций и инженерного оборудования наступает, когда их дальнейшая эксплуатация невозможна или нецелесообразна вследствие следующих причин:

• становится невозможным поддержание безопасности объекта или эффективности на минимально допустимом уровне;

• в результате износа и старения объект пришел в такое со­стояние, при котором его ремонт требует недопустимо боль­ших затрат или не обеспечивает необходимой степени ис­правности или восстановления ресурса.

Ремонтопригодность — это свойство объекта, заключающее­ся в приспособленности к выполнению его ремонтов и техни­ческого обслуживания. В простейших случаях ремонтопригод­ность количественно определяется временем восстановления объекта. Чем меньше время восстановления, тем выше ремон­топригодность и соответственно выше уровень надежности объек­та. Это является причиной повышенного внимания к ремонто­пригодности при разработке новых конструкций или инженер­ного оборудования. Для них выполняются специальные расчеты ремонтопригодности, позволяющие определить суммарные зат­раты труда на восстановление конструкции, относительную сто­имость ремонтных работ (отношение стоимости вспомогатель­ных работ к основным), суммарные прямые затраты на восста­новление работоспособного состояния.

44. Определение безотказности объекта.

Безотказность конструкции определяется тем, чтобы прило­женные нагрузки не превосходили ее несущую способность.

Вероятность безотказной работы конструкции P(t) за задан­ный срок службы t лет определяется как вероятность реализа­ции неравенства R - Q_t>0,

где Q_t — нагрузка, которая может возникнуть в течение расчетного срока службы; R — характеристика прочности конструкции.

Разность S = R- Q_t определяет резерв прочности конструк­ции. Тогда вероятность безотказной работы конструкции в рас­четном периоде

Если выразить P_s через плотности вероятностей нагрузки РМ) и прочности P_r(t)₉ то

Вероятность безотказной работы в интервале времени от О до t₀ и плотность распределения вероятности безотказной ра­боты приближенно могут быть определены по опытным дан­ным. Для этого проводится наблюдение за большим числом N однотипных объектов; каждый из них работает до момента от­каза. Время, в течение которого элемент работал, регистриру­ется. Полученные результаты обрабатываются методами мате­матической статистики.

Безотказность примерно равна отношению числа объектов, оставшихся исправными к моменту времени t₀, к общему коли­честву объектов в начальный момент времени t = 0. При исследовании надежности сложных систем используют статические или динамические модели.

В статических моделях показатели безотказности элементов и систем рассматриваются в конкретный момент времени и яв­ляются постоянными величинами. Обычно статические модели используются на стадии проектирования объектов для предва­рительного анализа возможной структурной схемы системы, а так­ же на стадии эксплуатации для сравнительного анализа анало­гичных объектов.

Динамические модели являются обобщающими, в них безот­казность конструкций, элементов и систем зависит от времени. Такие модели труднее строить и анализировать, однако они по­зволяют в динамике оценивать изменение уровня безотказнос­ти объектов и наиболее приближены к решению практических задач. В динамических моделях, в отличие от статических, воз­можно учитывать фактор восстановления отдельных элементов в случайные моменты времени.

Различие в основах статических и динамических моделей тре­бует обязательной оговорки об их использовании при анализе надежности конструктивных систем.

Рассмотрим основные подходы к статическому и динамичес­кому анализу надежности сложных систем.

Последовательное соединение конструкций системы при рас­чете надежности- это такое соединение, при котором отказ хотя бы одного из элементов приводит к отказу всего соединения в целом. Классическим примером технической системы с после­довательным соединением является любая статически определи­мая конструкция, где отказ одного из элементов приводит к от­казу всей конструкции (рис. 4.14). Разрушение (отказ) такой системы определяется разрушением наиболее слабого элемента. Параллельным соединением конструкций в систему при рас­чете надежности называется такое соединение, для которого ус­ловием отказа системы является отказ всех составляющих ее эле­ментов. Примерами таких систем являются системы, работаю­щие на общую нагрузку: насосы станции водоснабжения; параллельно включенные водоводы системы водоснабжения; лифтовой узел в секции жилого здания, состоящий из двух и более лифтов, и т.п.